La relación núcleo-citoplasmática en la diferenciación y

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REV CHIL OBSTET GINECOL 2012; 77(1): 24 - 29
Trabajos Originales
La relación núcleo-citoplasmática en la diferenciación
y transformación celular del epitelio mamario
Ricardo Cornejo U. a
1 Departamento de Ciencias Básicas, Facultad de Medicina, Universidad de La Frontera, Temuco, Chile.
a Biólogo, PhD.
RESUMEN
Antecedentes: Las células pertenecientes a la línea HC11 son estimuladas tanto a proliferar mediante el
Factor de Crecimiento Epidérmico, como a diferenciar estimuladas con dexametasona, insulina y prolactina,
dando origen a los tipos celulares HC11 GM y HC11 IM, respectivamente. De igual manera cuando ellas
son transfectadas con el oncogén ras generan Q6 GM y Q6 IM, células transformadas. Producto de ambos
mecanismos estas células asumen distintas propiedades modificando tanto sus componentes como sus
funciones, los cuales pueden ser cuantificados mediante técnicas morfométricas. Objetivo: Evidenciar en
términos cuantitativos y morfológicos las variaciones experimentadas tanto por los núcleos como los citoplasmas y su correspondiente relación núcleo-citoplasmática (N/C) pertenecientes a células mamarias de
la línea HC11 con el decorrer de los mecanismos de diferenciación y de transformación celular. Método: Se
estudió a nivel de microscopia electrónica de transmisión los tipos celulares en proceso de diferenciación
y transformación, cuantificando variaciones de la relación núcleo-citoplasmática y su respectiva funcionalidad. Resultados: Se evidencian diferencias estadísticamente significativas referentes a las áreas nucleares
y citoplasmáticas pertenecientes a estos tipos celulares. Conclusión: Las células del epitelio mamario en
proceso de diferenciación como de transformación, presentan diferentes valores en su relación N/C hecho
que responde a funcionalidades específicas en cada tipo celular.
PALABRAS CLAVE: Transformación celular, diferenciación celular, morfometría, relación núcleocitoplasmática, glándula mamaria
SUMMARY
Background: Cells of the HC11 line are stimulated to proliferate using the Epidermic Growth Factor, and to
differentiate with dexamethasone, insulin and prolactin, giving rise to cell types HC11 GM and HC11 IM, respectively. Likewise when they are transfected with the ras oncogen they generate Q6 GM and Q6 IM transformed cells. As a result of these two mechanisms, these cells assume different properties, in which both
their components and their functions are modified. The modifications can be quantified by morphometric
techniques. Objective: To show in quantitative and morphological terms the variations effected in both the
nuclei and the cytoplasms, and the corresponding nuclear-cytoplasmic ratio of mammary cells of the HC11
line, under the effects of cellular differentiation and transformation mechanisms. Method: The cell types
undergoing differentiation and transformation processes were studied by transmission electron microscope,
permitting quantification of variations in the nuclear-cytoplasmic ratio and its relation with the respective
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functions. Results: Statistically significant differences were found in the nuclear and cytoplasmic areas of
these cell types. Conclusion: cells of the mammary epithelium undergoing differentiation and transformation
processes present different values for their nuclear-cytoplasmic ratio, and this responds specific functions
in each cell-type.
KEY WORDS: Cell differentation, cell transformation, morphometry, nucleo-cytoplasmic relation,
mammary gland
INTRODUCCIÓN
MATERIAL Y MÉTODO
Las células pertenecientes a la línea HC11
constituye una línea de células del epitelio mamario normal, derivada del linaje COMMA 1D obtenida de glándula mamaria de ratas BALB/c en mitad
de preñez, las cuales retienen características de la
diferenciación normal de la glándula y producen ß
caseína, la principal proteína de la leche (1).
Estas células reciben inducciones del Factor de
Crecimiento Epidérmico y proliferan originando el
tipo HC11 GM, de igual manera son estimuladas
por hormonas lactogénicas y experimentan el proceso de diferenciación celular. Producto de ambos
mecanismos las células sufren importantes modificaciones morfológicas y de funcionalidad.
Por otra parte, las células mamarias normales
son transfectadas con el oncogén ras originando el
tipo celular Q6 GM, en proceso de transformación,
y posteriormente, las células franca y definitivamente transformadas corresponden al tipo Q6 IM,
caracterizadas por la adquisición de propiedades
neoplásicas.
Ambos tipos celulares asumen nuevas y distintas características, siendo la más importante un bloqueo total del factor de transcripción específico del
gen de ß caseína, generando por lo tanto incapacidad para realizar esta síntesis, y por la adquisición
de propiedades neoplásicas como presentar tanto
mitosis consecutivas, y desrreguladas, además de
una alta capacidad metastásica (2), e incentivando
vías de transducción de señales involucradas en
etapas de transformación maligna (3). De igual manera, se evidencian variaciones importantes de los
componentes citoplasmáticos y nucleares (4).
El objetivo de este estudio es describir cuantitativamente las diferencias que pudiese experimentar
la relación núcleo/citoplasmática (N/C) de los diferentes grupos celulares, y establecer relaciones
con la funcionalidad específica que experimentan,
determinando diferentes comportamientos que incluyen anaplasia y apoptosis (5).
Microscopía Electrónica de Transmisión. Al
pellet que contenía las células mamarias en mecanismos proliferativos, de diferenciación y de transformación se le adicionó solución de glutaraldehído
2%, en tampón fosfato 0,15 M, pH 7,2 y se mantuvo a temperatura ambiente por 2 horas. Posteriormente, fue sometido a un lavado en solución
de 6 g de NaCl y 73 g de sacarosa, disueltos en 1
litro de agua destilada. La posfijación se realizó en
solución de tetróxido de osmio al 1%, disuelto en
la solución de lavado antes descrita, durante una
hora, a 40ºC y acetato de uranilo al 0,5%, por 18
horas. Luego de lavado el material fue deshidratado en concentraciones crecientes de acetona (30
a 100%) e incluido en Araldita 6005. Se obtuvieron
cortes ultrafinos de aproximadamente 70 nm de
grosor, los que fueron tratados con acetato de uranilo al 2%, durante 40 minutos y citrato de plomo al
0,5%, por 10 minutos. Las muestras fueron estudiadas y fotografiadas en un microscopio electrónico
Phillips EM 400.
Método Estererológico. A partir de los bloques para
microscopía electrónica, fueron obtenidos cortes ultrafinos, en los cuales se micrografiaron cada uno
de los tipos celulares con un aumento de 10.500
X. Para la evaluación de las fracciones volumétricas de los diferentes componentes celulares, fue
sobrepuesto un retículo de puntos en las micrografías electrónicas, y se procedió al conteo diferencial
de los puntos que incidían sobre los perfiles de los
componentes celulares, calculándose la fracción
volumétrica que un determinado componente ocupa, mediante la siguiente ecuación (6):
Pi
Fv =
Pt
Donde:
Fv = fracción volumétrica del componente en estudio.
Pi = puntos incidentes sobre el componente en estudio.
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Pt = puntos totales incidentes en la estructura celular.
Con el objetivo de determinar diferencias estadísticamente significativas los datos morfométricos
obtenidos fueron sometidos a la prueba de Wilcoxon para muestras no paramétricas.
RESULTADOS
En las micrografías electrónicas obtenidas de
los tipos celulares proliferantes (Figura 1), diferenciados (Figura 2), transfectados (Figura 3) y
transformados (Figura 4), se realizaron los análisis
morfométricos correspondientes. Los valores obtenidos determinan diferencias estadísticamente significativas (p= 0,043). Teniendo en cuenta que la
prueba de Wilcoxon establece diferencias con un
valor de Z= 2,023 tanto para las áreas que poseen
los núcleos como los citoplasmas, y por ende en su
relación N/C evaluados en los tipos celulares descritos, indican que efectivamente existen diferencias estadísticamente significativas, situación que
permite constatar claramente que en medida que
transcurren el mecanismo de diferenciación ella experimenta una marcada disminución, mientras que
en procesos de transformación la relación N/C aumenta (Figura 5).
Figura 2. Micrografía electrónica perteneciente a
célula diferenciada HC11 IM perteneciente a glándula mamaria. 10.500 X.
Figura 1. Micrografía electrónica de célula proliferante HC11 GM perteneciente a glándula mamaria.
10.500 X.
Figura 3. Micrografía electrónica perteneciente a
célula transfectada Q6 GM perteneciente a glándula mamaria. 10.500 X.
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Figura 4. Micrografía electrónica perteneciente a
célula transformada Q6 IM perteneciente a glándula mamaria. 10.500 X
Figura 5. Relación N/C evaluada mediante técnicas
morfométricas en los tipos celulares proliferantes,
diferenciados, transfectados y transformados pertenecientes al epitelio mamario.
DISCUSIÓN
La relación núcleo-citoplasmática de la célula
diferenciada con respecto a la proliferante es menor como se muestra en la Figura 5, y sería consecuencia tanto de una notable disminución relativa
del núcleo como de un aumento proporcional del
citoplasma. Esta observación es coincidente con lo
descrito en 1975 por Junqueira y Salles (7) en relación a la morfología de las células en proceso de
diferenciación.
Sin duda que, tanto la disminución del tamaño
nuclear como del aumento del volumen citoplasmático constituyen una respuesta a las estimulaciones
de las hormonas lactogénicas, siendo probable que
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tanto dexametasona como prolactina tengan una
importante función en la diferenciación, considerando su funcionalidad como hormonas anabólicas
traducido en inducciones para proliferación y crecimiento celular.
En este contexto, el hecho que dexametasona sea capaz de promover diferenciación celular y
que posea la misma constitución química esteroidal característica de estrógenos, los cuales inducen un gran número de enzimas involucradas en
síntesis de ADN, como igualmente aumentando la
transcripción de varios genes y por consiguiente
sintetizando variadas proteínas que desencadenan
una serie de eventos específicos de la estimulación
hormonal, habla a favor de que estrógenos y dexametasona tengan una acción semejante en la promoción de la diferenciación celular (8).
De igual manera, estos datos son coincidentes
con la reducción de volumen nuclear y aumento de
citoplasma observadas en el epitelio vaginal de ratas de la línea Balb-c tratados con estrógenos (9),
y de igual forma en la disminución de la relación
núcleo-citoplasmática observada en el epitelio vaginal de ratas inducidas por estrógenos (10).
Por otra parte, en los mecanismos tanto de
transfección como de transformación celular se
evidencia un ligero aumento de la relación N/C,
constatándose un mayor incremento en el volumen
presentados por el núcleo de Q6 IM, recordando
que el hecho de poseer escaso citoplasma es una
característica de las células en activos procesos
de proliferación, como acontece en estas células
francamente neoplásicas que experimentan mitosis
consecutivas y desrreguladas (11).
Este hallazgo en el aumento de la relación N/C
de células en proceso anaplásico, es coincidente
con los resultados enunciados por Borja y Franco
(12), los cuales describen un importante aumento
de esta variable en células cervicales cancerosas
de mujeres. De igual manera, otros autores (13)
comunican este aumento en la relación N/C observada en células neoplásicas glandulares de epitelio
cervical. Finalmente, nuestros resultados son semejantes a los entregados por Roque y cols (14),
quienes determinan un acentuado aumento de esta
variable en células pertenecientes a carcinoma de
glándula mamaria de caninos.
CONCLUSIÓN
Las células mamarias en proceso de diferenciación se caracterizan por una notable disminución
de la relación núcleo-citoplasmática, demostrándose que en los mecanismos de transformación
neoplásica las células mamarias presentan un au-
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mento progresivo de esta variable. La relación N/C
puede indicarse como un marcador tanto de diferenciación como de transformación celular en este
sistema biológico.
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